EPS模塊混凝土剪力墻結構體系農村房

卜勇 慈強

【摘要】本文從產品規格形狀、技術性能、墻體構造等方面介紹了EPS模塊混凝土剪力墻結構新型農村建筑節能體系，并從安全、使用功能、保溫、施工及經濟性能等方面對該體系進行了對比分析。

【關鍵詞】EPS模塊；剪力墻；農村房

0 前言

近年來，我國建筑節能工作不斷深入，從民用建筑擴展到工業建筑，從城市擴展到農村，國家《"十二五"建筑節能專項規劃》明確提出推進農村建筑節能工作，《農村居住建筑節能設計標準》也頒布出版，可以說農村建筑節能方興未艾，。

本文介紹了一種新型農村建筑技術體系，并對其相關性能進行了對比分析。

1 EPS模塊混凝土剪力墻結構體系

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1.1 體系簡介

EPS模塊混凝土剪力墻結構體系是將EPS空腔模塊經積木式錯縫插接拼裝成空腔模塊墻體，在其內置入鋼筋、澆筑混凝土，內外表面用纖維抗裂砂漿抹面層防護、耐堿玻璃纖維網格布抗裂增強，按設計要求飾面，由此所構成保溫承重一體化的房屋圍護結構。

該體系適用于各種構造類型的新農村房建筑，包括農民單層、多層住宅、學校、農作物溫室等。

1.2 EPS模塊及規格形狀

不同于傳統EPS保溫板大板生產電阻絲切割的生產工藝，EPS模塊采用電腦全自動生產線模具化模塊式生產，產品一次高溫真空成型并在模腔內完成收縮變形，產品質量穩定，幾何尺寸準確。

EPS模塊包括多種形狀、規格和種類，適用于建造各種構造類型及外形的建筑。包括直板墻體空腔模塊、直角墻體空腔模塊、T形墻體空腔模塊、樓面直板墻體空腔模塊、樓面直角墻體空腔模塊、扶壁柱柱頭墻體空腔模塊、扶壁柱墻體空腔模塊、地面輻射供暖模塊、樓地面保溫模塊、屋面空心模塊、外弧形墻體空腔模塊、室內隔墻空心模塊等。

1.3 模塊技術性能

模塊按表觀密度的不同分為3個等級，其技術性能見表1。

1.4 復合墻體

由EPS模塊拼裝成的空腔墻體模塊與按設計要求配置的鋼筋澆筑在一起，內外表面抹纖維抗裂砂漿、加一層耐堿玻纖網布復合，構成復合墻體。復合墻體構造如下圖。

1.5 室內隔墻

室內隔墻模塊呈矩形，內外表面有均勻分布的燕尾槽，四周邊有矩形企口。模塊通過插接組合，用冷彎薄壁C型鋼將室內隔墻模塊穿插成室內隔墻板，并用冷彎角鋼固定在天棚和地面上，內外表面分別抹20mm厚纖維抗裂砂漿抹面層，加一層耐堿玻纖網格布復合，構成室內隔墻，也可用來做屋面。

采用室內隔墻模塊作室內分隔墻時，分戶隔墻宜設計為雙層室內隔墻組合，分室隔墻可設計為單層室內隔墻板組合。

2.1 安全性能

EPS模塊剪力墻結構為單排配筋剪力墻結構體系，該體系抗震性能優良，與傳統的粘土磚墻相比較，其承載力、剛度、延性、抗震耗能能力大幅度提高，復合墻體內按單排配筋設置時，完全可以滿足地震區低層和多層房屋結構的抗震設計要求[1]。

此外，EPS空腔模塊墻體在混凝土澆筑前是免拆的保溫建筑模板，混凝土澆筑后即為復合墻體的內外保溫層，實現了保溫層與建筑模板一體化和保溫層與建筑結構一體化，且模塊內外表面均勻分布的燕尾槽，使其與混凝土和纖維抗裂砂漿厚抹面層構成有機咬合，極大地提高了復合墻體的抗沖擊性、耐久性和防火性能。做到了EPS模塊保溫層與建筑結構同壽命。能夠有效杜絕磚墻外貼保溫板出現的保溫層開裂、脫落、空鼓、"冷熱橋"等現象。

2.2 使用功能

與傳統磚瓦農村房相比，由于EPS模塊剪力墻結構體系墻體比磚混結構墻體薄，相應增加了建筑的使用面積。

將EPS模塊混凝土剪力墻結構體系農村房與磚混結構農村房進行對比。假設以下農村房，建筑面積為69.29m2，層高3米，體形系數0.86，南向窗墻比0.20，北向窗墻比0.12。建筑平面布置圖如下：

經計算，剪力墻結構體系室內使用面積比磚混結構房屋增加了5.56m2，使用面積增加了8%。

2.3 保溫及熱舒適性能

EPS模塊剪力墻結構體系為內外保溫，保溫層總厚度為120mm，EPS模塊容重為25kg/m3時外墻熱工參數如下表。

從保溫性能來看，與GB/T 50824-2013 《農村居住建筑節能設計標準》中嚴寒和寒冷地區外墻傳熱系數限值0.50W/（m2·K）和0.65 W/（m2·K）相比，EPS模塊剪力墻結構體系外墻傳熱系數分別降低了46%和58%。屋面采用120mmEPS室內隔墻板時，其傳熱系數為0.32W/（m2？K），比標準中嚴寒和寒冷地區屋面傳熱系數限值分別低20%和36%。

利用Dest-H軟件對上述建筑進行能耗模擬，建筑能耗計算結果如下：

從熱舒適性能來看，要保證室內房間的熱舒適性，室內要有良好的熱穩定性[3]，建筑物綜合熱惰性表征了建筑抵抗室外溫度影響的能力[2]，在建筑的體形系數、窗墻比、建筑朝向及用途等條件相同的情況下，圍護結構熱惰性指標則成為影響室內溫度穩定性的主要因素。由表3，EPS模塊剪力墻結構體系農村房外墻熱惰性指標為3.11，而傳統360mm厚粘土實心磚墻熱惰性指標為3.77，前者熱惰性指標稍差。屋面采用室內隔墻板時，由于EPS密度較小，為輕質材料，熱惰性指標相比磚瓦房就會有比較大的差距。

通過Dest-H軟件對對圖16所示建筑在不采暖情況下的自然室內溫度進行動態模擬，并加入磚混農村房（外貼50mmEPS板）進行對比。將每天的室內外平均溫度描點形成圖17。可以看出，由于外墻及屋面熱惰性較差，EPS模塊剪力墻結構體系農村房室內溫度波動相應較大，但由于保溫性能較好，不采暖的情況下采暖季室內平均溫度達到了4.65℃。

2.4 施工性能

EPS模塊混凝土剪力墻結構體系產業化水平高，其采用積木式插接組合，混凝土澆注時不需要支護模板，施工簡單、便利，經過簡單指導農民可自行施工建房，所建房屋尺寸標準，墻面垂直平整。

與EPS模塊混凝土剪力墻結構體系相比，農村常見的磚房其墻體砌筑施工工藝較復雜，對施工人員的專業性要求也比較高，墻體的砌筑必須要磚瓦匠，而模板的支護必須要木工完成，且施工工序繁雜。

從施工工藝上來看，EPS模塊剪力墻結構比磚混結構少7道工序，具體見下表。

2.5 經濟性能

假定農民自建住房，農民自己施工，不含稅金、管理費、利潤、勞保基金等。

通過將EPS模塊剪力墻結構農村房與傳統磚房造價進行對比，由對照表可以看出，建造69.29平方米農村房，EPS模塊剪力墻結構體系建造總成本為81509.76元，單位成本1176元/m2；磚混結構建造總成本為83181.13元，單位成本1200元/m2。

相比磚混結構農村房，農民自建房的情況下，EPS模塊剪力墻結構體系成本低約2%。

3 結 論

作為新型農村建筑節能體系，EPS模塊混凝土剪力墻結構體系農村房技術及經濟性能優良，值得大力推廣。

參考文獻（五號字）

[1] 林國海，莊子粒，翟洪遠.一種保溫模塊混凝土剪力墻抗震節能房屋工作性能研究[J].世界地震工程，2012，28（2）：103-109

[2] 劉建偉.建筑物綜合熱惰性的研究[D].發表地：天津大學，2007

[3] 朱軼韻，劉加平.圍護結構對房間熱穩定性的影響[C]. 2010年建筑環境科學與技術國際學術會議論文集，2010，302-305

作者簡介：卜勇（1968-），男，漢族，寧夏人，1990年畢業于中山大學物理系，學士學位，現主要從事科技與管理等方面的工作。